开展研究性实验 培养物理核心素养

赵建刚

(江苏省灌云高级中学 222200)

研究性实验作为物理实验的一大种类，在教学活动中的拓展不仅可以帮助学生在物理实验活动中提升实践技能，更能发展学生的问题意识，培养学生的核心素养.下面，本文将从研究性实验的基本步骤出发，就如何开展研究性实验课堂、如何提升学生的核心素养提出几点建议.

一、发挥想象，提出假设

探究性实验可以让同学们全身心探索一个未知的问题，由于学生不知晓任何实验结论，所以学生在实验准备阶段提出假设的时候可以进行逻辑思维和系统正式的双重考虑.并且，在提出假设的时候同学们的想象能力和逻辑思维得到了最大程度的发挥，思维处于高度活跃状态，可以帮助同学们互相学习，对于实验内容和意义进行更为深入的思考，

例如在教学“探究弹力和弹簧伸长的关系 ”这个实验时，同学们需要探究的是弹簧的伸长和弹力之间的关系问题.它们之间的关系具体是什么样子？会受到哪些因素的干预？同学们还需要准备弹簧、毫米刻度尺、铁架台、钩码若干和坐标纸等的器材.同学们在实验的过程中发现，弹簧所挂重物应当从轻到重，否则一旦超出弹簧的弹性限度实验就会很容易产生误差.同学们针对影响因素提出的假设是弹簧的宽度和长度会影响到弹簧的劲度系数k，所以同学们针对这些假设找来了等长不等宽和等宽不等长的两组弹簧分别进行了实验.结果发现，在弹簧的材质相同的情况下，弹簧的劲度系数没有很大改变，与弹簧的长度和宽度没有直接关系.但是同学们认为实验结果也可能跟实验器材本身差值不大有关系.

教师在引导同学们提出假设的时候，其实相当于应用了任务型教学的思维，无形之中给同学们增加了一些拓展任务，并让同学们思考这些任务的来龙去脉，从而在实验过程中更加认真地进行思考，对于实验进行更为深入的挖掘，从而获得一定的成就感.

二、动手操作，搜集数据

动手操作是研究性实验的基本要求.同学们在动手操作的时候需要获得、收集一定的数据来为研究性实验结论提供基础.此外，对于数据的归纳和处理也是实验的一大难点.在收集数据过程中，同学们需要对于实验步骤反复考虑，即时调整，考量实验数据的准确性和有效性，从而保证实验的顺利进行.

例如在教学“描绘小电珠的伏安特性曲线”这个实验时，同学们需要回顾和类比伏安法测电阻的实验技巧.同学们需要准备一个6V的电源、一个直流电压表、一个直流电流表、一个滑动变阻器、4V、0.6A 和3.8V、0.3A的小灯泡等器材.在进行实验时，有些同学们对于实验电路的熟悉程度还不是很高，所以会有错误的情况出现.教师需要及时发现同学们的问题.在进行实验时，这个实验最大的特点就是小灯泡的电阻是一个变量，需要同学们不断测量反复读数来测定.同学们根据实验数据做出的U-I图像是一条不规则的曲线.在处理实验数据时，远离曲线趋势的描点而可以视为无效数据.

针对研究性实验的实验数据来说，同学们在假设和实验设计阶段做出的准备活动中，也应当把实验误差和容易导致误差的步骤考虑进去，才能真正全面的完成一个实验，深刻的理解新知的本质，并且在进行研究操作的过程中，同学们能够实际操作实验步骤中的要求，完善自我动手能力方面的欠缺，从而对实验数据产生新的认识.

三、归类分析，形成结论

同学们在实验过程中动手得到的实验数据是实验结果的基本形式.但是在研究型实验中，同学们还需要通过具体比对和科学分析，经过慎重考虑，考察实验结果的有效性和可操作性，把实验结果进行归纳整理，从而归类为不同类型的实验结论.

研究性实验的重心从实验结果调整到了实验过程.同学们在研究性实验过程中发掘和探索的物理思维更为全面和具体.从实验结果分析出的数据和结论，是对研究性实验的诠释和概括.只有同学们进行了正确的数据分析，进行了合理、全面的思考和讨论，才能得出合理的实验结论，真正体会到探研究型实验的乐趣，从而在平时乐此不疲的投身新知的探究之中.

实验是学生探知物理世界奥妙的阶梯，是激活学生主动思考物理问题的重要途径.对于高中学生而言，物理教学重视实验课程的目的不仅在于培养同学们对于物理知识技能的应用和实践能力，更要在实验教学中提升学生的研究本领，发展学生的物理素养.研究性实验在很大程度上帮助同学们展开了实验知识技能的思维空间，打破了常规枯燥的物理课堂，帮助同学们从心理上接受物理教学的思维和模式，从而能够发展同学们更为全面和深刻的物理思维.